一个关于STM32PWM输出无信号的话题

近日，从ST MCU技术论坛看到一个贴子，觉得有点意思，拿过来稍作整理交流下。

发帖者问: “我利用stm32f103要做PWM輸出，利用timer1 對GPIO PE8, PE9 做輸出程式碼如下，當我將PE8,9設定為out_pp時利用示波器可以看到波形輸出，但是一設定成AF_PP時，示波器就看不到任何輸出了！所以想要請問，我下面的程式碼哪裡出錯了呢？”

从上面的繁体字和措辞不难看出发帖者极可能是港台同胞。文字信息就这么多。另外发帖者还附加了下面一些程序配置代码。

1. void Time_init(void)
   3 b5 _3 n1 i# M' {+ s% I+ r
2. {
   
3. TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM1_TimeBaseInitStruct;
   1 K- l- H; V# |7 ^
4. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,ENABLE);
   : B: p- k5 p7 K9 \" f7 r$ W$ M+ d
5. RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_TIM1,DISABLE);
   
6. TIM1_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 999;
   ! O* U* b$ B; o4 f! n" O) H
7. TIM1_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
   
8. TIM1_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 8;
   9 p/ d0 f" k! K4 t
9. TIM1_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = 0x0;
   
10. TIM1_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
    
11. TIM_TimeBaseInit(TIM1,&TIM1_TimeBaseInitStruct);
    
12. TIM_ClearITPendingBit(TIM1,TIM_IT_CC1);
    
13. TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_CC1,ENABLE);
    
14. TIM_Cmd(TIM1,ENABLE);
    
15. }
    9 i' q$ t+ z  l2 Z. ?
16. 
    
17. void pwm_init(void)
    & F- {6 q+ H' q
18. {
    9 r5 y% O) ]/ }- L$ x4 M! x( J6 s
19. TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    
20. TIM_BDTRInitTypeDef TIM_BDTRInitStructure;
    
21. TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    ! G0 C1 y  s4 t; H, i7 |
22. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
23. TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    9 _" a# Z3 E9 W& e: j  }
24. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 120;
    ( R& |, i% V2 n. |
25. TIM_OC1Init(TIM1,&TIM_OCInitStructure);
    
26. TIM_OC1PreloadConfig(TIM1, TIM_OCPreload_Enable);
    / n) b% a3 u, W' g8 Y
27. 
    9 p' S9 w5 B) \/ L0 }
28. TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    
29. TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 680;
      o9 X; X+ J1 ?9 g" ~! H
30. TIM_OC2Init(TIM1, &TIM_OCInitStructure);
    ! Y, z2 I$ E& T- @8 U6 s4 L  u
31. 
    
32. TIM_OC2PreloadConfig(TIM1,TIM_OCPreload_Enable);
    
33. 
    
34. TIM_ARRPreloadConfig(TIM1, ENABLE);
    
35. TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_CC1 );
    ' r5 M4 L- f0 ?) P
36. 
    
37. TIM_ITConfig(TIM1,TIM_IT_CC1,ENABLE);
    
38. TIM_Cmd(TIM1, ENABLE);
    
39. }
    
40. 
    
41. void GPIO_Configuration(void)
    
42. {
    % P+ o' w) ?. r6 F$ j
43. GPIO_InitTypeDef g;
    $ o7 ~& |, ^& e5 {6 k% Y7 ?, t6 ?, ?
44. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOE| RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    
45. 
    
46. g.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    % L: u1 B( V& P$ s
47. g.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    / ~. @8 H' H# _. C1 S
48. g.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    + G+ F' o. x5 d) ?
49. GPIO_Init(GPIOE, &g);
    
50. 
    + g1 Z( ~  b  d3 j8 t
51. g.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_9 ;
    
52. g.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    8 ?, I2 s3 [; _" F) @
53. g.GPIO_Speed =GPIO_Speed_50MHz;
    
54. GPIO_Init(GPIOE, &g);
    7 z. j. o! s; j
55. GPIO_PinRemapConfig(GPIO_PartialRemap_TIM1, ENABLE);
    9 d! C. T: t; s5 W& l0 w+ |, ]3 v4 S# ^
56. }
    
57. 
      b; z. W: d  X3 g# A
58. int main(void)
    8 H. T7 ]' ^1 P) E" W( |& k& b2 b! w! {
59. {
    
60. RCC_Configuration();
    
61. NVIC_Configuration();
    
62. GPIO_Configuration();
    1 ?) r: q4 Z5 H  f4 M( {% p3 d# S
63. Time_init();
    1 B* m) p4 r3 G$ Z1 q* D. r
64. pwm_init();
    / @7 V( k7 H" }6 r2 Q! t
65. while(1);
    ) A/ s0 `) o0 Z' w4 o( U. \9 X7 d
66. }
    6 O" B4 h6 X7 D7 I# T7 V' [( r
67. void TIM1_CC_IRQHandler(void) //Interruptroutine
    8 [# Q, N5 o3 t
68. {
    0 g* U( e$ T  L- l9 S$ X) }
69. if (TIM_GetITStatus(TIM1, TIM_IT_CC1) != RESET)
    
70. {
    $ }* R8 L2 k& p3 o( @6 v
71. TIM_ClearITPendingBit(TIM1, TIM_IT_CC1);
    
72. 
    
73. GPIOE-> ODR ^= GPIO_Pin_9;
    
74. }
    
75. }

复制代码

可以看出，发帖者的代码是基于ST 官方的传统标准外设库来写的。上面代码对TIM1的ARR、CCR1、CCR2及相关捕捉中断做了配置并使能。对PE8/PE9做了GPIO及复用配置，开启了TIM1复用脚的部分REMAP功能。针对上述问题，下面拟出几点一起交流下。

9 n9 l+ G+ Z( Y2 l. H

1、看看上面红色的捕捉中断代码。竟然发现有对GPIO口PE9的翻转操作，感觉上他是希望利用捕捉中断做GPIO翻转来实现PWM输出？

诚然，在使用有些其它品牌MCU芯片的时候，要实现PWM输出可能不太方便，需借助定时中断和GPIO翻转来实现。这个过程实现起来往往并不是很方便，也有诸多局限性。对于ST MCU，不论STM8还是STM32所有芯片都能利用内部的定时器轻松实现PWM输出。只需做些基本配置，给定信号周期和脉宽就好，无须借助CPU中断来协助实现。

$ k- _+ b' R2 J( p( ^( B/ V

2、发帖者的描述信息中没有给出完整的STM32芯片型号，不说完整芯片型号经常是个麻烦事。STM32有9大系列，几百个料号。其实不少问题是跟具体料号息息相关的。所以，如果通过邮件或网络咨询时，提供完整的信息是必须的。

上图是STM32F1系列参考手册里关于TIM1复用功能REMAP的表格。

发帖者配置了PE8/PE9却又只是做了PARTIALREMAP, 结合上图表格得知TIM1的OC1/OC2输出只能出现在PA8/PA9。不知怎么又扯到PE8/PE9了。如果用PE8、PE9，那对应的OC输出应该是OC1和OC1N这对互补输出，这跟OC1/OC2又并不一样，而且还得做FULL REMAP操作才行。也就是说，按照他的配置，在PE口是看不到TIM1_CH1/2的OC输出的，具体到这里就是不能在PE口看到PWM输出。

3、发帖者说当他把PE9的GPIO模式配置为OUT_PP时能看到脉冲，配置为AF_PP时又看不到，这是怎么回事呢？

在标准库里对GPIO输出模式有相关定义，这里的OUT_PP、AF_PP分别是指GPIO_MODE_OUT_PP和GPIO_Mode_AF_PP。前者指GPIO不做复用时的输出配置；后者是指GPIO做复用输出时的配置。

尽管发帖者的代码有点混乱，但他的定时器1的基本配置还是能工作的，导致捕捉中断能进入。前面提过，在捕捉中断里他做了PE9的IO翻转。作为普通GPIO口，即配置为GPIO_MODE_OUT_PP,当然能用示波器看到该脚翻转的脉冲，但这并等同于来自STM32定时器硬件实现的PWM信号，纯粹IO翻转脉冲。而当PE9被配置为GPIO_Mode_AF_PP时，意味着它要输出其它复用信号，而不是本身IO通道的信号。前面说了，按他现有配置，PWM输出是到不了PE9的，此时看不到IO翻转信号也就不难理解了。

下面是STM32F1系列GPIO管脚复用时的原理框图

4、发帖者的代码混乱还有个地方，那就是关于PWM的脉宽和信号周期的设置。上面的代码里信号周期设置为8个预分频时钟，而2个通道的脉宽却配置为120和680个，即CCR比ARR大得多。按照这样的配置，即使其它有关GPIO复用及REMAP的地方配置无误，它也无法在相应管脚看到PWM跳变脉冲。因为两个通道都没有电平翻转的机会，输出一定是个固定电平。具体是高还是低跟PWM输出模式与CCR的值有关。经常有人在参考库代码基础上，机械地对个别数据一通神改，结果发现PWM出不来了。还比如，对DEADTIME参数的随意修改，也会导致同样问题。

5、STM32F1系列是目前STM32 九大系列中推出得最早的，其有关管脚复用配置个人觉得是最啰嗦的，没有后面推出的STM32F0、F4、F3等系列的配置简洁。另外印象中STM32F1系列也是唯一没有二级加密保护的芯片。如果可能的话，在新品选型时不一定要拘泥于STM32F1，其实STM32家族中有很多性价比很好的型号可以选择。再就是对于初学者的STM32开发，建议使用STM32CUBEMX做初始化配置。尤其涉及到管脚复用和重映射的地方，操作简单快捷，不易出错。也建议尽量使用ST官方推出CUBE固件库，里面资源比传统固件库更为丰富。

% J- e$ @- ~, _3 I

6、程序代码的正确，终究离不开对原理的清晰理解。不论有多好、多方便的工具，它不论代替你对原理的理解和把握。

  `& X7 @( t7 ~: [5 i" o

文章出处： 茶话MCU